按成纖高聚物的性質(zhì)不同,化學(xué)纖維的紡絲方法主要有熔體紡絲法和熔液紡絲法兩大類,此外,還有特殊的或非常規(guī)的紡絲方法。其中,根據(jù)凝固方式的不同,熔液紡絲法又分為濕法紡絲和干法紡絲兩種。在化學(xué)纖維的生產(chǎn)時(shí),多數(shù)采用熔體紡絲法生產(chǎn),其次為濕法紡絲生產(chǎn),只有少量的采用了干法或其他非常規(guī)紡絲方法生產(chǎn)。
一.熔體紡絲法
熔體紡絲法是將紡絲熔體經(jīng)螺桿擠壓機(jī)由紡絲泵定量壓出噴絲孔,使其成細(xì)流狀射入空氣中,并在紡絲甬道中冷卻成絲。目前,熔體紡絲法的紡絲速度一般為1000~2000m/min。采用調(diào)整紡絲時(shí),可達(dá)4000~6000m/min。噴絲板孔數(shù):長(zhǎng)絲為1~150孔,短纖維少的為400~800孔,多的可達(dá)1000~2000孔。噴絲板的孔徑一般在0.2~0.4mm。
熔體紡絲法的主要特點(diǎn)是卷繞速度高,不需要溶劑和沉淀劑,設(shè)備簡(jiǎn)單,工藝流程短,是一種經(jīng)濟(jì)、方便和效率高的成形方法。但噴絲頭孔數(shù)相對(duì)較少。近年來(lái),我國(guó)在消化吸收引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,已發(fā)展了低速多孔和高速短程紡,以生產(chǎn)丙綸和滌綸。合成纖維中的滌綸、錦綸和丙綸都采用熔體紡絲法紡絲。
二.溶液紡絲法
1.濕法紡絲濕法紡絲是將溶液法制得的紡絲熔液從噴絲頭的細(xì)孔中壓出呈細(xì)流狀,然后在凝固液中固化成絲。由于絲條凝固慢,所以濕法紡絲的紡絲速度較低,一般為50~100m/min,而噴絲板的孔數(shù)較熔體紡絲多,一般達(dá)4000~2000孔。混法紡絲防得到纖維截面大多呈非圓形,且有較明顯的皮芯結(jié)構(gòu),這主要是由凝固液的固化作用而造成的。
濕法紡絲的特點(diǎn)是工藝流程復(fù)雜,投次大、紡絲速度低,生產(chǎn)成本較高。一般在短纖維生產(chǎn)時(shí),可采用多孔噴絲頭或級(jí)裝噴絲孔來(lái)提高生產(chǎn)能力,從而彌補(bǔ)紡絲速度低的缺陷。通常,不能用熔體法紡絲的成纖高聚物,才用濕法紡絲和生產(chǎn)短纖維和長(zhǎng)絲束。腈綸、維綸、氯綸和粘膠多采用濕法紡絲。
2.干法紡絲干法紡絲是將溶液紡絲制備的紡絲溶液從噴絲孔中壓出,呈細(xì)流狀,然后在熱空氣中因溶劑聲速揮發(fā)而固化成絲。目前,干法紡絲的速度一般為200~500m/min,當(dāng)增加紡絲甬道長(zhǎng)度或紡紡制較細(xì)的纖維時(shí),紡絲速度可提高到700~1500m/min。干法紡絲的噴頭孔數(shù)較少,為300~600孔。
干法紡絲制得的纖維結(jié)構(gòu)緊密,物理機(jī)械性能和染色性能較發(fā),纖維質(zhì)量高。但干法紡絲的投資比濕紡還要大,生產(chǎn)成本高,污染環(huán)境。目前用于干紡絲產(chǎn)生的合成纖維較少,僅醋酯纖維和維綸可用此法。另外,對(duì)于既能用于干法紡絲,又能用濕法紡絲的纖維,干法紡絲更適合于紡制長(zhǎng)絲。
三.其他紡絲法
1.復(fù)合纖維紡絲法
復(fù)合纖維紡絲法是將兩種或兩種上不同化學(xué)組成或不同濃度的紡絲流體,同時(shí)通過(guò)一個(gè)具有特殊分配系統(tǒng)的噴絲頭而制得。在進(jìn)入噴絲孔之前,兩種成分彼此分離,互不混合,在進(jìn)入噴絲孔的瞬間,兩種液體接觸,凝固粘合成一根絲條,從而開(kāi)成具有兩種或兩種以上不同組分的復(fù)合纖維。此法紡制的纖維分為:并列型、皮芯型和散布型等多種。
2.異形纖維紡絲此法是用非圓形噴絲孔,制取各種不同截面形態(tài)的異形纖維。常見(jiàn)到形異纖維有三角形、Y型、星形和中空纖維等。
3.著色纖維紡絲法此方法是在化學(xué)纖維的紡絲熔體或溶液中加入適當(dāng)?shù)氖咨珓?jīng)紡絲后直接制成有色纖維,該方法可提高染色牢度,降低染色成本,減少環(huán)境污染。
此外,還有相分離紡絲法、凍膠紡絲法、乳液或懸液紡絲法、液晶紡絲等紡絲方法。
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